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1、第2讲 原电池 化学电源,【2020备考】 最新考纲：1.理解原电池的构成、工作原理及应用。2.能书写电极反应和总反应方程式。3.了解常见化学电源的种类及其工作原理。 核心素养：1.变化观念与平衡思想：认识原电池的本质是氧化还原反应，能从多角度、动态地分析原电池中物质的变化及能量的转化。2.科学精神与社会责任：通过原电池装置的应用，能对与化学有关的热点问题作出正确的价值判断，能参与有关化学问题的社会实践。,考点一 原电池的工作原理及其应用 （频数： 难度：）,电化学是化学能与热能知识的延伸，是氧化还原反应知识的应用，,是高考热点，对于本考点的主要考查知识点有：（1）电池的正负极的判断；（2）原
2、电池的原理应用；（3）电极方程式的书写，特别是电极方程式的书写是高考重点，应给予关注。,1.原电池的工作原理,（3）工作原理,Zn2e=Zn2,锌片,铜片,Cu22e=Cu,锌,（4）原电池中移动方向及闭合回路形成原理图示,失,负,正,得,1.原电池仍然体现的是反应过程中的能量守恒，是化学能与热能的知识延伸，是化学能与电能的转化。 2.原电池反应必须是氧化还原反应，但自行发生的氧化还原反应并不一定是电极与电解质溶液反应，也可能是电极与溶解的氧气等发生反应，如将铁与石墨相连插入食盐水中。,2.原电池原理的应用,负极,正极,1.在理解形成原电池可加快反应速率时，要注意对产物量的理解，Zn与稀H2S
3、O4反应时加入少量CuSO4溶液，锌足量时，不影响产生H2的物质的量，但稀H2SO4足量时，产生H2的物质的量要减少。 2.把一个氧化还原反应拆写成两个电极反应时，首先要写成离子反应，要注意通过电荷守恒与原子守恒把H、OH、H2O分解到两个电极反应中。,速查速测,1.（易混点排查）正确的打“”，错误的打“”,（1）在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极（ ） （2）在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强（ ） （3）在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应（ ） （4）在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生（ ） （5）两种活泼性
4、不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极（ ）,2.（教材改编题）下列装置不能形成原电池的是（ ）,解析 A、B、D项都具有活泼性不同的电极；电解质溶液；闭合回路；自发进行的氧化还原反应，均能构成原电池；C项中酒精为非电解质，不能构成原电池。 答案 C,3.（动手能力培养）某学校研究性学习小组欲以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液设计原电池。给你一只电流表，请你画出该原电池的示意图，并标出正负极，写出电极反应式。,答案 如图所示,A组 基础知识巩固,1.（2019聊城三中月考）课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误
5、的是（ ）,A.原电池是将化学能转化成电能的装置 B.原电池由电极、电解质溶液和导线等组成 C.图中电极a为铝条、电极b为锌片时，导线中会通过电流 D.图中电极a为锌片、电极b为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片 解析 D项，电极a为负极，电子由负极（锌片）流出。 答案 D,2.（2018合肥质检）用a、b、c、d四种金属按表中所示的装置进行实验，下列叙述中正确的是（ ）,A.装置甲中的b金属是原电池的负极 B.装置乙中的c金属是原电池的阳极 C.装置丙中的d金属是原电池的正极 D.四种金属的活泼性顺序：dabc 解析 甲中a溶解说明a是负极，活泼性ab，A错误；原电池一般用正极或负极命名电极
6、，B错误，由乙中现象知活泼性bc；丙中d是负极，活泼性da，C错误；综上可知D正确。 答案 D,3.（2019潍坊上学期统考，12）根据光合作用原理，设计如图原电池装置。下列说法正确的是（ ）,A.a电极为原电池的正极 B.外电路电流方向是ab C.b电极的电极反应式为：O22e2H=H2O2 D.a电极上每生成1 mol O2，通过质子交换膜的H为2 mol,解析 根据图示可知，a电极上H2O转化为H和O2，发生氧化反应，则a电极为原电池的负极，A项错误；a电极为负极，b电极为正极，外电路电流方向应从正极到负极，即ba，B项错误；根据图示可知，b电极上O2得电子转化为H2O2，电极反应式为：
7、O22e2H=H2O2，C项正确；a电极上每生成1 mol O2，转移4 mol电子，则通过质子交换膜的H为4 mol，D项错误。 答案 C,【方法技巧】,判断原电池正、负极的5种方法,B组 考试能力过关,4.（2017上海化学）对原电池的电极名称，下列叙述中错误的是（ ）,A.电子流入的一极为正极 B.比较不活泼的一极为正极 C.电子流出的一极为负极 D.发生氧化反应的一极为正极 解析 在原电池中正极为电子流入、性质不活泼、发生还原反应的一极，负极为电子流出、性质较活泼、发生氧化反应的一极，故D错误。 答案 D,5.（天津理综）锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过
8、，下列有关叙述正确的是（ ）,答案 C,6.（新课标全国）银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故，根据电化学原理可进行如下处理，在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去，下列说法正确的是（ ）,A.处理过程中银器一直保持恒重 B.银器为正极，Ag2S被还原生成单质银 C.该过程中总反应为2Al3Ag2S=6AgAl2S3 D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl,解析 本题要注意运用“电化学原理”这个关键词，由题干信息中Ag、Al、食盐溶液构成原电池的条件，Ag2S 是氧化剂，作正极，发生还原反应，B项正确。C项忽视了Al2S3在水
9、溶液中发生完全的双水解反应，正确的方程式应为2Al3Ag2S6H2O= 6Ag2Al（OH）33H2S。D项中黑色褪去的原因是Ag2S被还原成了Ag。 答案 B,考点二 化学电源 （频数： 难度：）,化学电源知识是电化学中的难点，是我们高考热点题型新型化,学电源的知识源头，特别是燃料电池与充电电池更是重中之重，要熟练掌握介质对半反应的影响及充电电池四个电极的关系。,1.一次电池,（1）碱性锌锰干电池（图一）,Zn2OH2e=Zn（OH）2,（2）锌银电池（图二）,Zn2OH2e=Zn（OH）2,2.二次电池,2e=PbSO4(s),2e=PbSO4(s)2H2O(l),可充电电池充电时电极与外
10、接电源的正、负极的连接应符合： 电池的负极与外加电源的负极相连作电解池的阴极；电池的正极与外加电源的正极相连作电解池的阳极。如下图（板书）,3.燃料电池,氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种：,2H24OH4e=4H2O,O22H2O4e=4OH,速查速测,1.（教材基础知识填空）（1）氢氧燃料电池以KOH溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将 （填“减小”、“增大”或“不变”，下同），溶液的pH 。,（2）氢氧燃料电池以H2SO4溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将 （填“减小”、“增大”或“不变”，下同），溶液的pH 。 答案 （1）减
11、小 减小 （2）减小 增大,放电时，Fe为正极，Ni2O3为负极 充电时，阴极上的电极反应式是Fe（OH）22e=Fe2OH 充电时，Ni（OH）2为阳极 蓄电池的电极必须是浸在某碱性溶液中 A. B. C. D. 答案 D,3.（思维探究题）微型燃料电池是采用甲醇（质子交换膜）取代氢作燃料设计而成的，性能良好，有望取代传统电池，说出此微型燃料电池的优点，并写出电池的负极反应。_ _,答案 优点：电池设计简单； 和传统充电电池比电池的能量密度高。 负极反应：CH3OH6eH2O=CO26H,A组 基础知识巩固,1.下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是（ ）,A.上述电池分别属于一
12、次电池、二次电池和燃料电池 B.干电池在长时间使用后，锌筒被破坏 C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D.铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 g 解析 干电池是一次电池，铅蓄电池是可充电电池，属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，故A正确；在干电池中，Zn作负极，被氧化，故B正确；氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，故C正确；铅蓄电池工作过程中，硫酸铅是在负极上析出，该极质量应该增加而非减小，故D错误。 答案 D,2.（2019烟台模拟）铅蓄电池的工作原理为：PbPbO22H
13、2SO4=2PbSO42H2O，研读下图，下列判断正确的是（ ）,答案 B,3.（传统锌锰干电池的改进）（2018北京大联盟联考）由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池，以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质，铝和二氧化锰石墨为两极，其电池反应为Al3MnO23H2O=3MnO（OH）Al（OH）3。下列有关该电池放电时的说法不正确的是（ ）,解析 由电池反应方程式知，铝为电池负极，铝失去电子转化为Al（OH）3，A、B正确；阴离子移向负极，C错误；由反应中锰元素价态变化知D正确。 答案 C,【归纳反思】,书写电极反应式时的三个原则 1.共存原则：因为物质得失电子后在不同介质中的
14、存在形式不同，所以电极反应式的书写必须考虑介质环境。碱性溶液中CO2不可能存在，也不可能有H参加反应；当电解质溶液呈酸性时，不可能有OH参加反应。 2.得氧失氧原则：得氧时，在反应物中加H2O（电解质为酸性时）或OH（电解质为碱性或中性时）；失氧时，在反应物中加H2O（电解质为碱性或中性时）或H（电解质为酸性时）。 3.中性吸氧反应成碱原则：在中性电解质溶液中，通过金属吸氧所建立起来的原电池反应，其反应的最后产物是碱。,B组 考试能力过关,4.（2015课标全国，11）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是（ ）,A.正极反
15、应中有CO2生成 B.微生物促进了反应中电子的转移 C.质子通过交换膜从负极区移向正极区 D.电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O,解析 由题意可知，微生物电池的原理是在微生物的作用下，O2与C6H12O6发生氧化还原反应，将化学能转化为电能，B项正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许H通过，则正极反应为：O24e4H=2H2O，没有CO2生成，A项错误；负极发生反应：C6H12O624e6H2O=6CO224H，H在负极区生成，移向正极区，在正极被消耗，C项正确；总反应为：C6H12O66O2=6CO26H2O，D项正确。 答案 A,答案 D,6.（2015全国卷，26节选）酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。,该电池的正极反应式为_， 电池反应的离子方程式为_
